En l'¨¦tat actuel de la technologie, est-il possible de fabriquer un bouchon en PET pour l'emballage des boissons ? Doit-il ¨ºtre remplac¨¦ par le PEHD (polyol¨¦fines) et dans quelles conditions ? Les caract¨¦ristiques de performance et de fonctionnement sont-elles comparables ? Mais surtout. Cette possibilit¨¦ pourrait-elle repr¨¦senter un avantage r¨¦el du point de vue de la durabilit¨¦ ¨¦conomique (TCO) et environnementale ?
Autant de questions auxquelles SACMI a r¨¦pondu lors de la conf¨¦rence AMI – Plastic Closures Innovation qui s'est tenue ¨¤ Malaga, en Espagne, le 20 mai, avec un expos¨¦ intitul¨¦ « A new era in PET design? SACMI’s perspective on PET beverage caps ».

SACMI a pr¨¦sent¨¦ au public de Malaga un bouchon de 29 mm pour l'eau, fabriqu¨¦ en PET. Le choix du standard n'est pas un hasard : il s'agit en effet de l'embout le plus utilis¨¦ au monde pour ce type de boisson.
Le bouchon est dot¨¦ de rabats segment¨¦s et articul¨¦s ¨¤ la base de la bande, pour faciliter l'application ; d'un filetage segment¨¦, pour faciliter le moulage et l'ouverture, r¨¦duisant le couple de retrait ; d'un plug ¨¤ ogive pour assurer l'¨¦tanch¨¦it¨¦.
Le bouchon, produit sur une presse CCM en un temps de cycle de 2,7 secondes, est parfaitement transparent et, ¨¤ temp¨¦rature ambiante, ses performances sont comparables ¨¤ celles d'un bouchon en PEHD. Les ¨¦tapes suivantes du processus, telles que la d¨¦coupe et le pliage, pr¨¦sentent ¨¦galement une bonne stabilit¨¦ et une bonne r¨¦p¨¦tabilit¨¦ au niveau exp¨¦rimental.

Le bouchon est un ¨¦l¨¦ment fondamental de l'emballage, le premier point d'interaction entre le consommateur et l'emballage lui-m¨ºme. De plus, l'¨¦tanch¨¦it¨¦, et donc la s¨¦curit¨¦ et la fra?cheur du produit, d¨¦pendent du bouchon.
De par leurs propri¨¦t¨¦s physico-chimiques, les polyol¨¦fines s'av¨¨rent ¨ºtre un mat¨¦riau particuli¨¨rement adapt¨¦ ¨¤ ce type d'application. Aujourd'hui, tous les bouchons de boissons sont fabriqu¨¦s en polyol¨¦fines, en particulier en PEHD, ce qui est tr¨¨s efficace d'un point de vue ¨¦conomique et environnemental. Au cours des deux derni¨¨res d¨¦cennies, les principaux moteurs ont ¨¦t¨¦ la r¨¦duction de la consommation de r¨¦sine vierge (plus de 50 % de poids total en moins entre le bouchon et l'embout) et d'¨¦nergie. Plus r¨¦cemment, la cha?ne de recyclage cap2cap a commenc¨¦ ¨¤ se mettre en place sur certains march¨¦s.

Du point de vue du recyclage, le processus de s¨¦paration du PEHD, ¨¤ partir duquel le bouchon est fabriqu¨¦, et du PET, ¨¤ partir duquel la bouteille est fabriqu¨¦e, est relativement simple et peu co?teux : en broyant le mat¨¦riau, le PEHD se s¨¦pare du PET par flottation, et les deux mat¨¦riaux peuvent ensuite ¨ºtre r¨¦cup¨¦r¨¦s et r¨¦utilis¨¦s.

Du point de vue de la production, il faut tenir compte du fait que le PET peut n¨¦cessiter un temps de cycle sup¨¦rieur de plus de 70 % ¨¤ celui du moulage du PEHD et que, toutes choses ¨¦gales par ailleurs, le poids du bouchon peut augmenter par rapport ¨¤ celui du bouchon en polyol¨¦fines.
Alors, pourquoi passer au PET ? Cela cr¨¦erait un emballage monomat¨¦riau, augmentant le rendement en PET du processus de recyclage. En outre, le bouchon en PET est transparent et donc esth¨¦tiquement « beau ».

• Le PET a une densit¨¦ sup¨¦rieure d'environ 40 % ¨¤ celle du PEHD ;
• la temp¨¦rature de traitement du PET est nettement plus ¨¦lev¨¦e (>270 °C) que celle du PEHD (<200 °C) ;
• le PET cristallise beaucoup plus lentement que le PEHD ; la phase de transition vitreuse est tr¨¨s proche de la temp¨¦rature de travail du bouchon.

La temp¨¦rature de fusion plus ¨¦lev¨¦e du PET par rapport au PEHD signifie n¨¦cessairement qu'il faut plus d'¨¦nergie pour faire fondre le mat¨¦riau et le refroidir ensuite ¨¤ une temp¨¦rature permettant de le d¨¦mouler.
La production du bouchon en PET n¨¦cessite un temps de cycle jusqu'¨¤ 70 % plus long que son analogue en PEHD (en raison des temp¨¦ratures plus ¨¦lev¨¦es, du processus de cristallisation lent, de la plus faible diffusivit¨¦ thermique du PET) et requiert des moules sp¨¦cifiques en raison des propri¨¦t¨¦s diff¨¦rentes (r¨¦tr¨¦cissement, module d'¨¦lasticit¨¦).

Les performances sont comparables ¨¤ celles du bouchon en PEHD, avec deux r¨¦serves :

• le PET est tr¨¨s sensible aux temp¨¦ratures ¨¦lev¨¦es, ce qui doit ¨ºtre pris en compte lors de la logistique et du stockage du produit fini ;
• le bouchon en PET p¨¨se environ 20 % de plus que son analogue en PEHD pour les m¨ºmes exigences de performance : la plus grande r¨¦sistance « th¨¦orique » du PET doit en fait ¨ºtre compar¨¦e ¨¤ son indice ¨¦lev¨¦ d'absorption de l'humidit¨¦/l'eau, qui, selon les mesures effectu¨¦es, peut r¨¦duire les propri¨¦t¨¦s m¨¦caniques du bouchon jusqu'¨¤ 60 %. La r¨¦duction de l'¨¦paisseur de la paroi (env. 0,4 mm pour les capsules en PEHD) se heurte ¨¦galement ¨¤ des limitations technologiques lors du moulage, telles que les tol¨¦rances m¨¦caniques, la cristallisation induite par la contrainte, etc.

L'¨¦tude et la conception du nouveau bouchon en PET r¨¦pondent aux normes internationales en termes de performances requises pour le bouchon. En outre, le processus identifi¨¦ par SACMI ¨¦vite l'ajout d'additifs et de colorants qui pourraient entraver le recyclage ult¨¦rieur : le PET utilis¨¦ est donc un PET normal ou rPET pour les bouteilles.
En ce qui concerne les technologies de production et d'application du bouchon, SACMI a choisi de ne pas introduire d'¨¦quipement sp¨¦cial de bouchage, testant la production sur sa propre gamme de presses par compression CCM, continuous compression moulding. Il a ¨¦galement ¨¦t¨¦ d¨¦cid¨¦ de proc¨¦der ¨¤ la d¨¦coupe et au pliage en ligne, ainsi qu'au contr?le de la qualit¨¦.
L'ensemble du processus a ¨¦t¨¦ test¨¦ sur une ligne pilote compos¨¦e d'une unit¨¦ d'humidification, d'une extrudeuse, d'une unit¨¦ de moulage par compression convenablement adapt¨¦e, d'une ligne de d¨¦coupe et de pliage, et d'un contr?le de la qualit¨¦ avec des syst¨¨mes CVS.

Temps de cycle r¨¦duits, cavitation ¨¦lev¨¦e. Tels sont les moteurs du march¨¦ auxquels SACMI a r¨¦pondu en pr¨¦sentant r¨¦cemment la nouvelle presse CCM64MD. D'une performance exceptionnelle, la machine peut produire jusqu'¨¤ 2 850 capsules par minute (171 000 capsules par heure) en PEHD avec seulement 64 moules, en un temps de cycle de seulement 1,35 seconde. Tout cela avec une r¨¦duction de 50 % des encombrements et de 15 % de la consommation sp¨¦cifique par rapport ¨¤ la g¨¦n¨¦ration pr¨¦c¨¦dente, soit 0,43 kWh par kilogramme de PEHD trait¨¦.
Dans ce contexte, une ¨¦ventuelle transition du march¨¦ du PEHD vers le PET devrait tenir compte de plusieurs aspects : performances comparables (avec une attention particuli¨¨re pour les temp¨¦ratures de stockage, le transport, etc.), co?t total de possession plus ¨¦lev¨¦, ACV ¨¤ r¨¦aliser au cas par cas en fonction des conditions environnementales et de production, etc. Le laboratoire SACMI est ¨¤ la disposition des clients pour la r¨¦alisation de projets early adopter (ou primo-adoptants) personnalis¨¦s.